起重机械是现代生产制造中不可缺少的特种设备之一,主要起到对大型物料的搬运作用,由于其提高了生产效率,同时大大减轻了人们的劳动强度,而被广泛应用于实际工程。在起重机工作时,主梁承受着起升货物带来的交变载荷,随着使用年限的增加,其金属结构内部由于焊接及冶炼所造成的夹渣、气孔等微小损伤将不断积累,当损伤达到临界值时,会突然发生疲劳破坏,对社会危害极大,因此有必要对其进行可靠性评估。目前对起重机金属结构疲劳可靠性分析方法中,主要是将应力幅作为随机变量进行疲劳可靠性分析,然而实际情况是箱形梁的材料属性、裂纹尺寸、裂纹形状等参数也存在很大的不确定性,因此,为了提高箱形主梁结构疲劳寿命可靠性分析的精确度,也要将这些参数的不确定性纳入考虑范围。本文以36TU集装箱门式起重机为研究对象,探讨了疲劳载荷谱的获取与编制、疲劳扩展过程、疲劳寿命的估算、疲劳可靠性分析方法及可靠度的计算。主要内容有:(1)研究了起重机结构疲劳载荷谱的编制。具体分析了起重机结构疲劳危险部位的确定、应力—时间历程的动态采样以及数据处理的思路。(2)探讨了起重机疲劳寿命估算方法,推算了应力强度因子的表达式,以断裂力学为基础研究了疲劳裂纹扩展过程以及da/d N公式,通过Paris公式建立了起重机结构疲劳剩余寿命的估算模型。(3)探究了传统概率和非概率可靠性分析方法在起重机领域的适用性,提出用概率—非概率混合可靠性分析方法对起重机箱形主梁的疲劳寿命进行可靠性分析。(4)基于断裂力学理论研究了几种不同的起重机疲劳可靠性计算模型。分析了疲劳扩展参数的分布情况,并对缺乏分布信息的参数用区间变量来定量化,通过概率—非概率可靠性分析理论与起重机疲劳剩余寿命安全余量方程相结合建立了起重机箱形主梁疲劳混合不确定性可靠度计算模型。(5)运用matlab软件对疲劳应力谱进行了分布类型的判别与拟合,利用混合可靠性分析方法计算了该疲劳混合不确定性可靠度计算模型。再将缺乏分布信息的参数假设、简化为随机变量,利用传统概率可靠性Monte Carlo方法求解,并对这两种方法做了对比分析,结果表明:利用概率—非概率混合可靠性分析方法对起重机结构进行疲劳可靠性分析更为安全。